[發明專利]一種進氣裝置及應用該進氣裝置的半導體處理設備

有效

• 申請號: 200710179911.5
• 申請日: 2007-12-19
• 公開（公告）號: CN101465276A
• 公開（公告）日: 2009-06-24
• 發明（設計）人: 霍秀敏
• 申請（專利權）人: 北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司
• 主分類號: H01L21/00
• 分類號: H01L21/00;H01L21/02;H01L21/3065;H01L21/311;H01L21/3213;H01L21/205;H01L21/67;H01J37/32;H05H1/24;C23F4/00;C23C16/455
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司
• 代理人: 張天舒;陳 源

技術領域

本發明涉及微電子技術領域，具體而言，涉及一種進氣裝置及應用該進氣裝置的半導體處理設備。?

背景技術

隨著電子技術的高速發展，人們對集成電路的集成度要求越來越高，這就要求生產集成電路的企業不斷地提高半導體器件的加工/處理能力。通常，對半導體器件的加工/處理是在半導體處理設備中進行的。例如，可以采用半導體刻蝕設備來對晶片等半導體器件進行刻蝕。?

目前，在刻蝕技術中廣泛采用的是等離子體刻蝕技術。所謂等離子體刻蝕技術指的是，反應氣體在射頻功率的激發下產生電離形成含有大量電子、離子、激發態的原子、分子和自由基等活性粒子的等離子體，這些活性粒子與被刻蝕物體(例如，晶片)的表面發生各種物理和化學反應并形成揮發性的生成物，從而使得被刻蝕物體表面的性能發生變化。?

通常，在等離子體刻蝕過程中，反應氣體通過設置在半導體刻蝕設備上的進氣裝置而進入到半導體刻蝕設備的反應腔室內，并在此受到射頻功率的激發產生電離而形成等離子體，以對反應腔室內的晶片等半導體器件進行刻蝕。?

對于上述半導體刻蝕設備來說，刻蝕均勻性是一項非常重要的指標，因而人們一直尋求各種方法來獲得良好的刻蝕均勻性。在實際應用中，影響刻蝕均勻性的因素有很多，例如進氣裝置的氣流噴射方式就是其中一個較為重要的影響因素。因此，人們希望通過改善氣流的噴射方式來控制刻蝕過程中活性粒子的分布，從而改善刻蝕速率、刻蝕均勻性及選擇比。?

進氣裝置通常設置在反應腔室上方的石英蓋的大致中央位置處，其氣流噴射方式是，將反應氣體從反應腔室上方集中噴入反應腔室內的大致中央位置處。這種噴射方式的結果是，在反應腔室內被刻蝕的晶片等半導體器件的中央部位處，反應氣體聚集較多，得到離化的程度較低；而在被刻蝕的晶片等半導體器件的邊緣位置處，反應氣體聚集較少，得到離化的程度較高。而另一方面，在晶片等半導體器件的中央部位處，等離子體的密度較高；在晶片等半導體器件的邊緣位置處，等離子體的密度較低。從而使得在晶片等半導體器件刻蝕速率不均勻，進而導致刻蝕結果不均勻。?

作為上述進氣裝置的氣流噴射方式的一種變型是，進氣裝置通常設置在反應腔室底部的邊緣，其氣流噴射方式是，將反應氣體從反應腔室下方邊緣噴入反應腔室內。這種噴射方式的結果是，在反應腔室內被刻蝕的晶片等半導體器件的中央部位處，氣體聚集得少，而等離子體的密度較高；在晶片等半導體器件的邊緣位置處，氣體聚集得多，而等離子體的密度較低。因此，這同樣造成在晶片等半導體器件的中央部位處和邊緣處的刻蝕不均勻。?

為了更為清楚地認識上部中央位置氣流噴射方式的氣流分布狀況和等離子體密度的分布狀況，請同時參閱圖1和圖2。?

其中，圖1為現有進氣裝置的氣流噴射方式的模擬氣流分布圖。圖中右側的坐標表示速度，m/s。從圖中可以看出，反應氣體從石英蓋的大致中央位置處進入到反應腔室內，在反應腔室的中央位置處氣流分布密度較大，并且自反應腔室中央位置處向其邊緣處逐漸過渡過程中，氣流分布密度逐漸降低。?

圖2為現有進氣裝置的氣流噴射方式所產生的等離子體密度的測試曲線圖。圖中，橫坐標表示距被加工/處理器件中心點的位置，單位為mm；縱坐標表示等離子體的分布密度，單位為m^-3。從圖中可以看出，在反應腔室的中央位置處等離子體的密度較高，并且自反應腔室中央位置處向其邊緣處逐漸過渡過程中，等離子體的密度逐漸降低。?

盡管上面是以半導體刻蝕設備中所采用的進氣裝置為例來對現有的進氣裝置進行說明，但是，對于采用上述進氣裝置的其他半導體處? 理設備而言，同樣存在下述問題，即，向半導體處理設備的反應腔室噴射反應氣體時，在反應腔室內的中央部位處，氣體聚集得多；在反應腔室的邊緣位置處，氣體聚集得少。這樣，當對反應腔室內的晶片等半導體器件進行加工/處理時，這將使得在晶片等半導體器件的中央部位處和邊緣處的加工/處理速率不均勻，以致加工/處理結果不均勻，從而影響加工/處理的質量。?

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種進氣裝置以及應用該進氣裝置的半導體處理設備，其能夠使進入到反應腔室內的氣體分布得比較均勻，并均勻地到達被加工的晶片等半導體器件的表面，從而使晶片等半導體器件表面的加工/處理速率更加均勻，進而改善對晶片等半導體器件的加工/處理結果。?